JPH09501087A - レーザーを使用して皮膚表面を剥す方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 人間の皮膚の表面に近い表皮細胞を取り除くための方法。少なくとも一つの光線周波において、高吸収力を有する汚染物が、皮膚の表面に局所的に当てられる。汚染物のいくらかは、表面に近い表皮細胞の間のすき間に浸潤するよう強制される。この皮膚の部分には、上記周波数の短いレーザーパルスが照らされ、そのうち少なくとも一つのパルスは、多少の粒子が破裂し、かつ表面に近い表皮細胞をはぎ取るために充分なエネルギーを有する。一つの好適な実施例においては、１ミクロン黒鉛粒子およびNd:YAGレーザーを使用する。

Description

【発明の詳細な説明】 レーザーを使用して皮膚表面を剥す方法 本発明は、現在1993年７月13日に付与された特許第5,226,907号である1991年1 0月29日出願の出願番号第07/783,789号の一部継続出願であった、1993年１月19 日に出願の出願番号第08/005,810号の、一部継続出願である。本発明は、人間の 皮膚の表皮層を取り除く方法であり、特に、レーザーを利用する方法に、関連す る。 発明の背景 人間の皮膚の表皮は、複数の明確な皮膚組織層を含む。これら組織層は、図１ に、ブロック図の形式で示されている。最も奥の層は、柱細胞から構成される基 底層である。上方向に次の層は、多面体の細胞から構成される有棘層である。 有棘層から押し上げられた細胞は、平らに伸ばされ、かつケラトヒアリン顆粒 を合成することによって、顆粒層を形成する。これら細胞が、外方向に移動する 際に、その核を解き、ケラトヒアリン顆粒は、張原線維と溶融し、かつこれらと 混ざる。これによって、淡明層という透明の層が形成される。淡明層の細胞は、 密に詰められている。 細胞は、淡明層からb上方に移動する際に、多層の不透明な鱗屑に圧縮される 。これら細胞は、すべて細胞の平らな残存物であり、かつ完全にケラチンで満た され、核を含むすべてのその他の内部構造を失っている。これら鱗屑は、表皮の 外側の層である角質層を構成する。角質層の底には、細胞は密に詰まっており、 相互に強く粘着しているが、外側の層においては、細胞は緩く詰まっており、最 終的には表面においてはがれ落ちる。例えば、50才の顔における頬の皮膚におい ては、角質層の外側の層は、特徴的に、約15層から構成されており、この層は、 毎月約１または２層の速さではがれ落ちる。その結果として、我々は、１年に約 ２回完全に新しい角質層を得る。 人間の皮膚の表面層をいくつか取り除くだけで、一般的に、より若く見える皮 膚が得られることが、公知である。多くの技術によって、この効果を得ることが 試みられている。軽い日焼けによって、皮膚はわずかに水泡を形成し、その後、 皮膚の外側の層がはがれ落ちる。この結果は一般的に、より若く見える皮膚表面 である。類似の結果は、剥離方法によって得られ、ここでは、例えば、実際に、 細かい紙やすり等の剥離素材で表面層をこすり取る。 最近の試みにおいては、レーザー光線を用いて、皮膚の表面の層が「熱にさら される」。このように熱にさらすことによって、皮膚は水泡を形成し、その後表 面の層をこすり取ることが可能になる。また、別の者は、外側表面を気化するレ ーザーで試験を行ってきた。これらの従来技術による方法は、多少の有利な結果 を提供するが、同時に、患者を潜在的な危険にさらす。わずかな日焼けによって 、皮膚への長期損傷の基礎が提供される危険がある。剥離方法によって、多くの 場合、傷と痛み、そして時には感染、かさぶた、およびわずかな瘢痕を引き起こ す。 発明の概要 本発明は、人間の皮膚における、表面に近い表皮細胞を取り除くための方法を 提供する。光の少なくとも一つの波長において、高度の吸収力を有する不純物が 、皮膚の表面に局所的に湿布される。不純物のいくらかは、表面に近く位置する 表皮細胞の間のすき間に浸潤することが強いられる。この皮膚の部分には、上記 の波長の短いレーザーパルスが照らされ、そのうち少なくとも一つのパルスは、 多少の粒子を破裂させるために充分なエネルギーを有し、これによって、表面に 近い表皮の皮膚細胞がはぎ取られる。好適な実施例においては、１ミクロンの黒 鉛粒子およびNd:YAGレーザーを使用する。 図面の簡単な説明 本発明の好適な実施例は、図面を参照して説明し得る。 第一好適実施例−ND:YAG 表皮の外側の層 本発明の第一好適実施例は、図２乃至１０を参照して説明され得る。図２は、 例えば５０才の女性の皮膚における、人間の表皮の外部（上部三層）の一部分の 特徴的な断面図である。図示されているものは、１５細胞の厚さを有する角質層 １と、３細胞の厚さを有する淡明層２と、３細胞の厚さを有する顆粒層である。 全体の厚さは、約１００ミクロン（０．１０ｍｍ）である。 角質層の個別の細胞は、約１０乃至１５ミクロンの長さ、約５ミクロンの幅と 、最高２ミクロンの厚さを有する。上層の細胞は、緩く相互に粘着している。細 胞間のすき間は、０間隔から、約１から２ミクロンの範囲に亘る。 炭素溶液の湿布 この好適な実施例の第一工程においては、図３で示すように、皮膚表面に炭素 溶液の層を局所的に湿布する。この溶液には、ベビーオイルに１ミクロンの黒鉛 粉末を含む。黒鉛対オイルの比率としては、重量で計って、黒鉛２０％を、オイ ル８０％に懸濁する。図４に示す次の工程においては、多少の炭素粒子を、角質 層の表面下に押し込むことである。これは、好適には、１cm²につき０．２ワッ トおよび１０ＭＨｚで作動する超音波ユニットによって行われる。 ここにおいては、ヒューレット・パッカード（Hewlett Packard）社のモデル ３３２５Ａパルス発生器およびモデルＡ５５２５パラメーター変換器を使用する 。この周波数における超音波処理を約５分行うことによって、多量の炭素粒子が 、下方向に角質層のいくつかの層を通って押し込められることが認められた。超 音波処理の結果は、図５に示される。この炭素粒子の配分は、豚の皮膚において 実証された。この豚の皮膚の生検材料の顕微鏡による検査によって、図５に示さ れる配分が示された。図５で示すように、黒鉛粒子の層が２層表面上に残され、 粒子６の一部分が、表面下に配分される。 パルス照射 次の工程では、皮膚表面に、１．０６μｍの周波数において、約３J/cm²のNd: YAGレーザーパルスを照射する。パルス周波数は約５Hzであるが、各区域が、約 １Hzの周波数のパルスを受けるよう、光線を走査する。黒鉛は、この１．０６μ ｍの波長のレーザーエネルギーを非常に吸収し易い。気化の潜熱は、冷たい固体 の黒鉛について、約１０⁴J/cm³である。よって、１ミクロンの立方体（１０^-12c m³）を気化するためには、約１０^-8Jを必要とする。３J/cm²のバルスで、かかる １ミクロンの粒子（１×１０^-8cm²）の表面に当たるエネルギーは、３×１０^-8J であり、粒子を気化するために必要なエネルギーの約３倍である。このエネルギ ーは、数ナノ秒間に加えられるため、熱が拡散する時間はなく、パルスが照らさ れた際に激しく破裂（explodes）する。一パルスの効果は、多少の黒鉛（特に、 より小さい粒子）を気化し、かつより大きい黒鉛粒子を壊すことであり、これに よって生じるより小さい粒子は、高エネルギーで飛び散る。（後続のパルスは、 以前のパルスによって造られたより小さい粒子を気化する。） よって、第一パルス７の結果、黒鉛粒子の第一層は、図６において８で示すよ うに、破裂する。第２層および皮膚表面は、効果的に第一パルス７から、第一層 によって保護される。皮膚の上の多少の炭素粒子は、第一層における粒子の破裂 から生じる衝撃波の結果、皮膚の中に押し込まれている。１秒後の第二パルス９ は、図７において１０で示すように、第二層を気化する。以前と同様、追加の粒 子が皮膚の中に押し込まれる。皮膚は、かなり効果的に第二層によってパルス９ から保護されている。しかし、第三パルス１１は、皮膚および皮膚の下の炭素粒 子と作用する。１．０６波長のレーザーのエネルギーは、人間の皮膚における消 衰の長さが数センチメートルであるため、パルスのエネルギーのうちわずかな部 分しか皮膚組織に吸収されないが、表面下の黒鉛粒子はこれを多く吸収し、また 図８に示すように、第三パルス１１からのエネルギーの吸収の際に、粒子は激し く破裂し、これによって、図８に示すように、破裂する細胞の上にある角質層の 死んだ細胞をはぎ取る。わずかな粒子は、パルス１１から保護される可能性はあ るが、４つの追加のパルス１３のうち３つは、図９に示すように、実質的にすべ ての黒鉛粒子が破裂するよう、確保する。 図１０は、レーザー照射後の皮膚表面の断面図である。この図は、上記のよう に処理された、豚の皮膚の生検結果に基づく。この皮膚は、アルコールに浸した 布で軽く洗い、乾燥させることによって、図１１に示す表面が得られる。図１１ に示す図は、図２のものと比較可能である。角質層の死んだ細胞の層が約３層、 取り除かれていることがみられる。これは痛みを伴わず、熱の感触もなく、皮膚 組織に大きな損傷を与えない。 炭素に吸収されなかったNd:YAGレーザーエネルギーは、害を生じることなく、 皮膚および皮膚の下の組織に消散する。好適には、わずかにそれる光線が提供さ れ、これによって、光線が皮膚に当たった後に、分散することが確保される。こ の好適な実施例においては、表面のスポットの寸法は０．５cm（直径）であり、 １０度の角度で分散する。 第二好適実施例（制限付） 第二好適実施例は、第一好適実施例と同じであるが、異なる点は、炭素とオイ ルの懸濁液が皮膚表面に置かれた後、薄い、平らなガラス片（例えば、顕微鏡ガ ラス）が懸濁液の土にしっかりと置かれることによって、小さい破裂を制限し、 またレーザー光線のいくつかのパルス（好適には、１つまたは２つ）は、このガ ラスを通して、懸濁液の各部分に当てる。さらに、超音波ユニットは使用されな い。その効果は、表皮の上部層が、その表面下において、黒鉛の微粒子によって 汚染されるよう、大幅に促進することである。この効果は、図１２および１３に 図示される。１つまたは２つのパルスが、炭素微粒子による実質的な表面下夾雑 を達成するために充分である。この処理の後、ガラスは取り除かれ、第一実施例 について上記に説明した方法が、ほとんどすべての黒鉛が気化するまで継続され る。別の実施例においては、レーザー光線が透過可能な使い捨て式プラスチック 版が、このガラス版の代わりに使用され得る。使い捨て式プラスチック版は、レ ーザーの関節アーム、または関節アームに連結した手の部分として、構成され得 る。 皮膚組織に物質を押し込むこの方法は、皮膚に入れ墨をし、または皮膚を通し て薬物を投与するために使用され得る。本発明の発明者のうち少なくとも一人は 、特にかかる方法を請求の範囲とするＣＩＰ出願を行うことを予定している。 第三好適実施例−ＣＯ₂ 第三の好適実施例は、ＣＯ₂パルスレーザーを利用する。好適な作用パラメー ターは、波長１０．６ミクロン、パルス毎のエネルギー密度２．５J／cm²、パル ス直径１cm、パルス時間50ns。１０．６ミクロンのレーザー光線は、約４０ミク ロンの皮膚内の消衰距離を有するが、その理由は、パルスエネルギーが水に大き く吸収されるためである。炭素は、これをより大きく吸収する。消衰距離は、１ ないし２ミクロンと見積もられる。 この方法は、上記に説明したものに非常に類似する。黒鉛が、上記と同様、超 音波を用いて湿布され、多少の炭素を表面下に押し込む。レーザーパルスは、上 記と同様に当てられ、最初の２つのパルスまでは、類似の結果を生じ、炭素の層 を２層を取り除く。第三パルスは、しかし、皮膚表面下の炭素を気化することに 加えて、組織の薄い面を気化する。よって、（１）表面下の粒子の破裂に起因す る組織の機械的取り除きと、（２）約２乃至３ミクロンの厚さの表皮組織の表面 層の気化との、両効果が得られる。 第四好適実施例−液体汚染物 染料１対水５０の割合で、黒色の食品用染料で染めた温水溶液を準備する。ガ ーゼで、１０分間、皮膚表面に湿布する。黒色の温水は、角質層の上部層のすき 間に浸潤する。（このすき間は、通常、空気で満たされている。）ガーゼを取り 除き、１サイトにつき１または２パルスを、１０．６ミクロンおよび５０ナノ秒 のパルス時間で作用し、パルスが１cm²につき２Jのエネルギー密度を有する、Ｃ Ｏ₂レーザーを用いて、照らす。これら短いパルスは、選択的に染料水溶液に充 分なエネルギーを加えることによって、瞬間的に水を気化し、皮膚部分における 最上部角質層細胞をはぎ取る。 この実施例の代わりに、黒色食品用染料の代わりにインドシアニングリーンを 温水に加えることが可能である。インドシアニングリーンは、例えば、Nd:YAG、 ＣＯ₂、アレクサンドライト、Ti:サファイヤおよびGa:Asダイオードレーザーか ら発生するような赤外線を、吸収する。水は、ＣＯ₂レーザーエネルギーを非常 によく吸収するため、水をベースとした多くのスキン・ローションが、ＣＯ₂レ ーザーとともに使用され得る。 他の実施例 レーザー媒体技術（laser-mediucian）の当業者は、他に数多くのレーザーと 汚染物（夾雑物：contaminant）の組み合わせが、本発明を実施するために使用 され得ることを認めるであろう。この組み合わせの重要な特質は、以下のもので ある。 １）汚染物は、レーザー光線の波長にてエネルギーを非常によく吸収可能である ことを要する。 ２）レーザー光線は、非常に短いパルス(パルス時間が１ミクロ秒未満)を有する パルス光線であることを要する。 ３）汚染物は、表皮の上部層に浸潤可能であることを要する。 ４）汚染物は、レーザーエネルギーの吸収時に表皮細胞をはぎ取るために充分な エネルギーで破裂することを要する。 本発明の出願人は、ＦＤＡに入れ墨用に承認されたアクリルの入れ墨インクを 試験的に採用した。スポールディング・アンド・ロジャーズ（Spaulding and Ro gers）から市販された黒色および青色入れ墨用インクは、１Hz、１．０６ミクロ ンで作用し、かつパルスが３J/cm²のエネルギー密度を有する、Nd:YAGレーザー とよく作用するようにみえる。他の色ではあまり成功は得られなかった。 上記説明は、多くの特定数を含むが、読者は、これらを本発明の範囲の限定と して解するべきではなく、その好適な実施例の例示としてのみ解するべきである 。当業者においては、その範囲において多くの変形が考えられる。従って、読者 は、本発明の範囲を、挙げられた例ではなく、添付請求項およびその適法な等価 物によって決定することが要求される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ (72)発明者 ハンター，アレン，エム. アメリカ合衆国，カリフォルニア州 92122，サン ディエゴ，ブラッグ スト リート 5435

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．人間の皮膚における、表面に近い表皮細胞を取り除くための方法であって、 a.居所的に、該皮膚の部分に、人間の表皮の外側の層を貫通する、少なくと も一つの光の周波数帯において、高吸収力を有する汚染物を湿布し、 b.該汚染物のいくらかが、該表面に近い表皮細胞の間のすき間に浸潤するよ う強制し、 c.該皮膚の部分を、該少なくとも一つの光の周波数帯のパルスで照らし、該 パルスの少なくとも一つが充分なエネルギーを有するため、該汚染物の少なくと も部分が破裂し、その際に該表面に近い表皮細胞の数個がはぎ取られる、 工程を備えた方法。 ２．前記汚染物が多数の炭素粒子を備える、請求項１記載の方法。 ３．超音波装置を利用して、前記数個の炭素粒子が前記すき間に浸潤するよう強 制する、請求項２記載の方法。 ４．前記汚染物の部分の少なくとも一つの強制的破裂を利用して、前記いくらか の汚染物が前記すき間に浸潤するよう強制する、請求項１記載の方法。 ５．前記少なくとも一つの光線の周波数帯について透過可能である制限的手段が 、前記強制的破裂時間につき、前記強制的破裂を制限する目的で、前記局所的に 湿布された汚染物の上にしっかりと置かれる、請求項１記載の方法。 ６．前記制限的手段がガラス版である、請求項５記載の方法。 ７．前記制限的手段がプラスチック版である、請求項５記載の方法。 ８．前記プラスチック版が関節アームの部分である、請求項７記載の方法。 ９．前記炭素粒子が黒鉛粒子である、請求項２記載の方法。 10．前記黒鉛粒子がオイルと混合される、請求項９記載の方法。 11．前記オイルがベビーオイルである、請求項１０記載の方法。 12．前記炭素粒子が最高約１ミクロンの寸法を有する、請求項２記載の方法。 13．前記パルスがNd:YAGレーザーからのパルスである、請求項２記載の方法。 14．前記パルスがＣＯ₂レーザーからのパルスである、請求項２記載の方法。